Учащихся по линии формализации и

Моделирования

Учащиеся должны знать:

• что такое модель; в чем разница между натурной и информационной моделью;

• какие существуют формы представления информационных (моделей (графические, табличные, вербальные, математические);

• что такое реляционная модель данных; основные элементы (реляционной модели: запись, поле, ключ записи;

• что такое модель знаний, база знаний;

• из чего строится логическая модель знаний;

• какие проблемы решает раздел информатики «Искусствен-|ный интеллект»;

• *что такое система, системный анализ, системный подход;

• *что такое граф, элементы графа;

• *что такое иерархическая система и дерево;

• *состав базы знаний на Прологе;

• *как в Прологе представляются факты и правила;

• *как в Прологе формулируются запросы (цели).

Учащиеся должны уметь:

• приводить примеры натурных и информационных моделей;

• проводить в несложных случаях системный анализ объекта (фор-|мализацию) с целью построения его информационной модели;

• ставить вопросы к моделям и формулировать задачи;

• проводить вычислительный эксперимент над простейшей [математической моделью;

• ориентироваться в таблично-организованной информации;

• описывать объект (процесс) в табличной форме для простых случаев;

• различать декларативные и процедурные знания, факты и [правила.

• *ориентироваться в информационных моделях на языке графов;

• *описать несложную иерархическую систему в виде дерева;

• *построить базу знаний на Прологе для простой предметной эбласти (типа родственных связей);

• *сформулировать на Прологе запросы к данной базе знаний;

• *работать на компьютере в среде системы программирования |Пролог.

Вопросы для самоконтроля и обсуждения к главе 10

1. Обоснуйте необходимость включения содержательной линии «Формализация и моделирование» в базовый курс информатики.

2. Какие разделы информационного моделирования отражены в первом школьном учебнике информатики? На примерах каких задач это сделано?

3. В каком из учебников информатики линия моделирования является ведущей? Как осуществлена ее связь с другими содержательными линиями базового курса?

4. Какие средства программного обеспечения ЭВМ могут рассматриваться при изучении информационного моделирования?

5. В чем различие и в чем связь между понятиями «моделирование» и «формализация»?

6. Как можно разделить учебные задачи на тему информационного моделирования по уровням сложности?

7. Предложите несколько примеров табличных моделей типа «объект-свойство», «объект-объект», двоичная матрица.

8. Какое место занимает системный анализ в информационном моделировании?

9. Сформулируйте логически последовательную цепочку определений для следующих понятий (порядок указан произвольно): дерево, элемент, структура, система, сеть, отношение, граф.

10. Где вы видите в линии моделирования пересечение информатики и кибернетики?

11. Каким основным признакам должна удовлетворять компьютерная информационная модель?

12. На каких примерах можно объяснить ученикам модельный характер базы данных?

13. С какими методическими проблемами связано решение задачи проектирования БД? Как их можно объяснить ученикам?

14. Какие характерные признаки имеет компьютерная математическая модель?

15. Какие свойства электронных таблиц делают их удобным инструментом для математического моделирования?

16. Как пересекается содержательная линия моделирования с линией искусственного интеллекта?

17. Какое место может занимать Пролог в базовом курсе информатики; с какими содержательными линиями он может пересекаться?

Лабораторный практикум

Тема «Формализация и моделирование»

Основные вопросы:

1. Цели и задачи изучения данной темы в школьном курсе информатики.

2. Терминология и уровень представления учебного раздела «Формализация и моделирование» в учебниках и учебных пособиях.

3. Классификация информационных моделей по различным признакам.

4. Обязательный и вариативный уровень организации, а также усвоения учащимися учебного материала, основанного на моделях знаний.

5. Роль учебного раздела в решении общеобразовательных задач базового курса информатики, связанных с формированием информационной культуры и системно-информационными представлениями учащихся.

6. Решение задач формирования у учащихся приемов умственной деятельности в процессе изучения основ информационного моделирования.

7. Систематизация задач, используемых в процессе изучения основ информационного моделирования.

Занятие 1

Тема «Формирование основных понятий раздела «Формализация и моделирование» в базовом курсе информатики»

Задачи занятия:

1. Определить роль и место учебного раздела «Формализация и моделирование» в базовом курсе информатики.

2. Рассмотреть цели и задачи изучения раздела в базовом курсе информатики.

3. Определить сущность и роль базовых понятий, этапы и методы их формирования.

4. Установить связи между основными понятиями внутри учебного раздела, а также межпредметные связи с ранее изученными понятиями других учебных предметов.

5. Определить уровни формирования базовых понятий, их общеобразовательный и мировоззренческий аспекты изучения.

6. Проанализировать уровень представления учебного материала в учебниках и учебных пособиях.

7. Рассмотреть классификации информационных моделей по различным признакам, определить уровень их усвоения учащимися в базовом курсе информатики.

8. Рассмотреть классификацию моделей знаний, определить обязательный и вариативный уровень усвоения моделей знаний в базовом курсе информатики.

Способ организации занятия: практикум.

Средства обучения: научно-методическая и учебная литература [2, 16, 19, 29, 30, 33, 34, 35].

Предварительная подготовка студента к занятию

1. Составить терминологический словарь по базовым поняти-|ям учебного раздела, разработать логико-структурную модель учебного материала.

2. Изучить классификации информационных моделей и моделей знаний, изучаемых в базовом курсе информатики.

3. Провести содержательный анализ раздела «Формализация и моделирование» в учебниках и учебных пособиях.

План занятия

1. Анализ полного содержания базовых понятий раздела.

2. Определение предельно общих фундаментальных понятий — категорий.

3. Построение логико-структурной модели учебного материала.

4. Пополнение тезауруса учебного материала базового курса информатики тезаурусом раздела «Формализация и моделирование».

5. На основе анализа учебников и учебных пособий заполнение таблицы «Базовые понятия» (см. табл. 7.1).

6. Систематизация информации по классификациям информационных моделей и моделей знаний, изучаемых в базовом курсе информатики.

6.1. Область использования информационной модели.

6.2. Фактор времени в информационной модели.

6.3. Способ представления информационной модели.

6.4. Форма представления информационной модели.

6.5. Использование компьютера для исследования информационной модели.

6.6. Модели знаний в системах искусственного интеллекта.

7. Анализ обязательного уровня представления учебного материала, основанного на классификациях информационных моделей и моделей знаний, и его реализация в учебниках и учебных пособиях.

Формы и способы организации учебной деятельности студентов: обсуждение вопросов плана, работа в группах; подведение итогов — беседа по вопросам, фронтальный и индивидуальный опрос; беседа по вопросам-проблемам; индивидуальная работа с учебниками и учебными пособиями.

Занятие 2

Тема «Планирование учебного процесса»

Задачи занятия: сформировать навыки поисково-исследовательской и аналитической деятельности студентов, связанные с разработкой тематического и поурочного планирования.

Способ организации занятия: практикум.

Средства обучения: научно-методическая и учебная литература [1, 7, 8, 9, 10, 13, 14, 17, 19, 24, 31, 32], программные средства [1, 5].

Предварительная подготовка студента к занятию

1. Изучить учебные программы, учебно-методическую литературу.

2. Провести анализ решения задачи формирования системно-информационных представлений и информационной культуры учащихся в процессе изучения раздела «Формализация и моделирование».

3. Провести анализ проблемы формирования приемов умственной деятельности учащихся в процессе изучения основ информационного моделирования.

4. Проанализировать две-три частнопредметные (авторские) методики обучения базовому курсу информатики в рамках рассматриваемого раздела. Представить результаты анализа в табл. 7.2 и подготовить на их основе краткое сообщение.

План занятия

1. Анализ дидактических возможностей учебного материала раздела «Формализация и моделирование» для решения задач формирования системно-информационных представлений и информационной культуры учащихся в процессе изучения базового курса информатики.

2. Анализ дидактических возможностей учебного раздела «Формализация и моделирование» в решении задач развивающего обучения, связанного с развитием умственных способностей учащихся.

3. Сообщения по данным табл. 7.2, обсуждение сообщений.

4. Составление тематического и поурочного планирования, представление результатов в таблице (см. табл. 7.3).

5. Обсуждение результатов тематического и поурочного планирования.

6. Подготовка конспекта урока по одной (двум) темам, учитывая направленность урока (урок по ознакомлению с новым материалом; урок по закреплению изученного; урок проверки знаний, умений и навыков; урок по систематизации и обобщению изученного материала), или заполнение таблицы (см. табл. 7.4).

Форма и способы организации учебной деятельности студентов: беседа по вопросам-проблемам, эвристическая беседа; выступление с сообщением, беседа по вопросам, работа с табл. 7.2; работа с учебными программами, учебниками и учебными пособиями, работа с табл. 7.3; беседа по вопросам; индивидуальная работа по разработке конспектов урока, работа с табл. 7.4.

Занятие 3

Тема «Изучение и анализ программных средств обучения. Решение задач»

Задачи занятия: сформировать представление о поливариантности школьных задач по теме рассматриваемого раздела, а также программных средств и способов их решения; умение систематизировать задачи; навыки постановки разнотипных и разноуровневых учебных, познавательных и учебно-познавательных задач; представление о трудностях учащихся, возникающих при решении задач, и умение находить пути их преодоления.

Способ организации занятия: лабораторная работа.

Средства обучения: научно-методическая и учебная литература [6, 8, 9, 10, 13, 14, 17, 25, 31, 32], программные средства [2, 3, 4, 18, 22].

Предварительная подготовка студента к занятию

1. Изучить программные средства, используемые в школе для изучения способов представления и исследования различных информационных моделей.

2. Познакомиться с дидактическими материалами и выделить типы задач, используемых в процессе изучения раздела «Формализация и моделирование».

3. Проанализировать задачи на предмет характерных затруднений, возникающих у учащихся в процессе их решения.

Ход работы

1. Анализ дидактических возможностей и целей использования программных средств в процессе изучения раздела «Формализация и моделирование».

2. На основе классификаций информационных моделей рассмотреть типологию задач, используемых в процессе изучения основ информационного моделирования.

3. Провести анализ целесообразности использования в процессе изучения основ информационного моделирования учебных, познавательных и учебно-познавательных задач.

4. Решение задач.

4.1. Алгоритмы в информационных моделях.

4.2. Создание информационных моделей с помощью графического редактора.

4.3. Создание информационных моделей с помощью текстового процессора.

4.4. Информационные модели в электронных таблицах.

4.5. Информационные модели в базах данных.

5. Разработать комплекс разнотипных и разноуровневых задач, в котором каждая задача содержит: формулировку, тип, описание способов решения, средства решения, решение.

Форма и способы организации учебной деятельности студентов: беседа по вопросам-проблемам, эвристическая беседа; работа в группах; индивидуальная/парная работа за компьютером.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: